Geschäftsführender Direktor: Prof. Dr. U. Lotzmann
Abteilung für Zahnärztliche Propädeutik und Kiefer-Gesichts-Prothetik Direktor: Prof. Dr. K. M. Lehmann
___________________________________________________________________
In-vitro und in-vivo Untersuchungen
zum Prepometer
®INAUGURAL-DISSERTATION zur
Erlangung des Doktorgrades der Zahnmedizin
Dem Fachbereich Humanmedizin der Philipps-Universität Marburg
vorgelegt von
Susanne Bruchmann geb. England
Geschäftsführender Direktor: Prof. Dr. U. Lotzmann
Abteilung für Zahnärztliche Propädeutik und Kiefer-Gesichts-Prothetik Direktor: Prof. Dr. K. M. Lehmann
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In-vitro und in-vivo Untersuchungen
zum Prepometer
®INAUGURAL-DISSERTATION zur
Erlangung des Doktorgrades der Zahnmedizin
Dem Fachbereich Humanmedizin der Philipps-Universität Marburg vorgelegt von Susanne Bruchmann geb. England aus Fritzlar Marburg 2003
Angenommen vom Fachbereich Medizin der Philipps-Universität Marburg am 11.12.2003
Gedruckt mit Genehmigung des Fachbereiches
Dekan: Prof. Dr. Maisch Referent: Prof. Dr. Gente
Den wichtigsten Menschen in meinem Leben
meiner lieben Mutter meinem wunderbaren Mann und unseren einzigartigen Kindern
Seite
1. Einleitung 1
2. Literaturübersicht 4
2.1. Die Anatomie der menschlichen Zähne 4
2.1.1. Makroskopische Strukturen 4
2.1.2. Mikroskopische Strukturen 5 2.2. Klinische Verfahren zur Begrenzung der Präparationstiefe
bei der Kronenpräparation 6
2.3. Grundsätze der elektrischen Widerstandsmessung 8 2.3.1. Elektrischer Widerstand 8 2.3.2. Leitfähigkeit des Dentins 9 2.3.3. Technik der Widerstandsmessung 11
3. Material und Methode 14
3.1. in-vitro Untersuchungen mit dem Prepometer® 14
3.1.1. Zähne 14
3.1.2. Versuchsaufbau 15
3.1.3. Das Prepometer® 16
3.1.4. Präparation und Messungen mit dem Prepometer® 17 3.2. in-vivo Untersuchungen mit dem Prepometer® 19
3.2.1. Probanden 19
3.2.2. Zähne 20
4.1. Ergebnisse der in-vitro Untersuchungen 26 4.2. Ergebnisse der in-vivo Untersuchungen 38
4.3. Statistische Auswertung 43
5. Diskussion 44
5.1. Bewertung der Methode 49
5.1.1. Bewertung der Methode der in-vitro Untersuchungen 49 5.1.2. Bewertung der Methode der in-vivo Untersuchungen 51
5.2. Bewertung der Ergebnisse 56
5.2.1. Bewertung der Ergebnisse der in-vitro Untersuchungen 56 5.2.2. Bewertung der Ergebnisse der in-vivo Untersuchungen 61 5.3. Vergleich der in-vitro und der in-vivo Untersuchungen 65 5.4. Grenzen des Einsatzbereiches des Prepometers® 66
6. Zusammenfassung 70
7. Summary 72
8. Literaturverzeichnis 74
1. Einleitung
Die Überkronung von Zähnen ist indiziert, wenn eine Restauration mittels plastischer Füllungsmaterialien absehbar den großen okklusalen Belastungen nicht dauerhaft standhalten kann. In diesem Fall steht die Indikation zur Überkronung in direktem Bezug zur Defektgröße innerhalb des Zahnes. Zähne müssen jedoch auch dann mit einer Krone versorgt werden, wenn sie in der Planung von prothetischen Arbeiten als Brückenpfeiler oder Pfeiler für kombinierten Zahnersatz vorgesehen sind. Ebenso können Okklusions- und Stellungskorrekturen der Grund für Überkronungen sein. Die verschiedenen Indikationsgebiete für Kronen- und Brückenzahnersatz sind in einer wissenschaftlichen Stellungnahme der Deutschen Gesellschaft für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde (DGZMK) beschrieben (Wichmann 1999).
Das Präparieren eines Zahnes zur späteren Aufnahme einer Krone erfordert immer einen Mindestabtrag von Zahnhartsubstanz. In der Literatur werden unterschiedliche Empfehlungen zur Präparationstiefe gegeben. Die Angaben liegen zwischen 1,2 mm (Strub et al. 1994) und 1,5 - 2 mm (Lehmann 1988, Lehmann und Hellwig 2002). Marxkors empfiehlt maximale Schnitttiefen für verschiedene Zahngruppen: für Molaren, Prämolaren und Eckzähne 1,3 mm, für mittlere obere Schneidezähne 1,0 – 1,3 mm, für seitliche, obere Schneidezähne und Unterkieferschneidezähne 0,8 – 1,0 mm (Marxkors 1991). Es handelt sich um allgemeine Leitwerte, die dem Behandler für den individuellen Patientenfall nur mit eingeschränktem Nutzen zur Orientierung dienen können (Stambaugh und Wittrock 1977, Strub et al. 1994). Vor dem Hintergrund sehr unterschiedlicher Hartsubstanzdicken verschiedener Zahngruppen, die darüber hinaus altersabhängig und interindividuell stark streuen (Hugel 1970, Schaaf 1971, Stambaugh und Wittrock 1977), sind allgemeine Präparationsleitlinien wenig hilfreich. In Einzelfällen erfordert die Fehlstellung eines Zahnes eine Präparation, die weit über empfohlene Leitwerte hinausgeht.
Für die klassische Verblendkronentechnik oder auch die Doppelkronen-technik werden von allen Autoren Präparationsformen gefordert, die eine
Präparation bis in das Dentin darstellen. Mit dem Abtrag der Zahnhartsubstanz Dentin verursacht der Behandler immer eine Wunde, die mit zunehmendem Querschnitt der angeschnittenen Dentinkanälchen größer wird (Ketterl 1961, Schroeder 1992). Je weiter in Richtung der Pulpa präpariert wird, desto größer ist der Durchmesser der iatrogen eröffneten Dentinkanälchen und es kommt zu einer zunehmenden Traumatisierung, die im äußersten Fall zum Verlust der Vitalität des Zahnes führen kann. Zahlreiche Literaturangaben dokumentieren den Vitalitätsverlust von Zähnen und die Nekrose der Pulpa nach der Überkronung (Kerschbaum und Leempoel 1989, Lockard 2002). Um eine Traumatisierung zu vermeiden, wird unter anderem gefordert, den Verlust an Zahnhartsubstanz so gering wie möglich zu halten. Nach Jüde und Koautoren wird über der Pulpa eine verbleibende Restdentindicke von 1,4 mm für Zähne von Jugendlichen und 0,7 mm für Zähne von Erwachsenen gefordert (Jüde et al. 1997). Diese Angaben basieren auf Beschreibungen der Morphologie menschlicher Zähne und Messungen von Zahnhartsubstanzdicken (Kühl und Tabata 1968, Hugel 1970, Schaaf 1971).
Da es bisher während der Präparation nicht möglich war, das Ausmaß der verursachten Dentinwunde oder den Abstand der Präparationsoberfläche zur Pulpa zu kalkulieren, bestand die Forderung, den für die spätere Restauration benötigten Substanzabtrag eher gering zu halten. Dieser Maßgabe, durch einen möglichst geringen Substanzabtrag die Sensibilität und Vitalität des Zahnes auf keinen Fall zu gefährden, steht jedoch der Wunsch nach einem größeren Substanzabtrag gegenüber. Kann mehr von der Zahnhartsubstanz entfernt werden, so ist es dem Zahntechniker oftmals leichter, durch entsprechende Restaurationsschichtstärken einen ästhetisch optimierten, funktionell gestalteten und mechanisch langfristig belastbaren Zahnersatz herzustellen.
Oberste Priorität bei der prothetischen Behandlung muss nach Weber die Vitalerhaltung der Pulpa haben (Weber 1987). Bereits 1999 wurde von der Deutschen Gesellschaft für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde (DGZMK) die Anwendung geeigneter Geräte zur Widerstandsmessung an der präparierten Dentinoberfläche zur „Einhaltung der klinisch relevanten Mindestdicken des Dentins“ empfohlen (Hellwig et al. 1999). Diese Methode
stellt einen wichtigen Bestandteil der Qualitätssicherung hinsichtlich langfristiger Vitalerhaltung zu überkronender Zähne dar. Ein Gerät zur Messung des elektrischen Widerstandes auf präparierten Dentinflächen wurde nach Voruntersuchungen von Gente und verschiedenen Mitarbeitern (Feige 1989, Wenz 1990, Gente und Wenz 1991, Gente 1992, Becker-Detert 1993) von Gente entwickelt. Es wird seit 2002 unter dem Produktnamen „Prepometer®“ von der Firma Hager & Werken (Hager & Werken, Deutschland) vertrieben.
Die vorliegende Studie gliedert sich in zwei Studienteile. Im ersten Teil wurde die Anwendung des Prepometers® innerhalb einer in-vitro-Versuchsreihe untersucht. Im zweiten Teil wurden der Einsatz und der Nutzen des Prepometers® am Patienten überprüft.
2. Literaturübersicht
2.1. Die Anatomie der menschlichen Zähne
2.1.1. Makroskopische Strukturen
Der Zahn wird untergliedert in die klinische Krone, die Kontakt zur Mundhöhle hat und die Wurzel, deren Oberfläche als Teil des Zahnhalteapparates (Parodontium) die Verankerung im Alveolarfortsatz des Kieferknochens sichert. Zähne sind aus unterschiedlichen Geweben aufgebaut. Den größten Massenanteil des Hartgewebes bildet das Zahnbein (Dentin), das im Kronenbereich durch den Zahnschmelz und im Wurzelbereich durch das Wurzelzement überzogen ist. Das Zahnbein umgibt das dentale Markorgan (Pulpa), das Weichgewebe des Zahnes. Die Ausdehnung der Pulpa in den drei Raumebenen entspricht weitgehend der verkleinerten Zahngeometrie.
Die Pulpa wird in die Kronenpulpa und die Wurzelpulpa unterteilt (Abb. 1). Über eine Öffnung an der Wurzelspitze, das ´foramen apicale´, haben die Strukturen der Pulpa direkte Verbindung zum Parodontium. Durch das Foramen ziehen sensorische Nervenfasern und Gefäße in den Zahn, die dessen Sensibilität und Vitalität begründen.
Abb. 1: Aufbau eines Zahnes
2.1.2. Mikroskopische Strukturen
In der Mundhöhle zeigt sich der Zahnschmelz gegenüber äußeren Einflüssen besonders widerstandsfähig. Innerhalb der vorliegenden Untersuchung wurden Zähne durch den Schmelz hindurch bis in die Dentinschicht präpariert. Hinterfragt man den Einfluss einer Präparation auf die verschiedenen Zahnstrukturen, so ist im Rahmen dieser Studie der histologische Aufbau von Dentin und Pulpa von besonderer Bedeutung. Die Beurteilung der Reizantwort muss auf beide Schichten bezogen werden. Man spricht in diesem Zusammenhang von der Pulpa–Dentin–Einheit (Schroeder 1993).
Die Pulpa besteht aus spezialisiertem Bindegewebe, in das Gefäße und Nerven eingebettet sind. Neben den Zellen des Bindegewebes, den Fibroblasten, finden sich Zellen der Immunabwehr und die spezifischen Zellen der Dentinbildung, die Odontoblasten.
Abb. 2: Schema des Verlaufes der Odontoblastenfortsätze im Dentin (Umzeichnet aus: Schroeder 1992)
Von der Pulpa bis hinein in die unteren Schichten des Zahnschmelzes durch-laufen Zellfortsätze der dentinbildenden Odontoblasten das Dentin (Abb. 2).
md Manteldentin zpd zirkumpulpales Dentin dk Dentinkanälchen od Odontoblasten od
Die Struktur des Dentins (Abb. 2) weist in der histologischen Untersuchung folgende Merkmale auf (Schroeder 1992):
1. die Odontoblasten 2. die Dentinkanälchen 3. das peritubuläre Dentin 4. das intertubuläre Dentin 5. das Manteldentin
Die Odontoblasten liegen an der inneren Dentinoberfläche. Ihre Zellfortsätze, die Odontoblastenfortsätze, durchziehen das Dentin in den Dentinkanälchen. Die Dentinkanälchen enthalten außerdem Gewebsflüssigkeit und organische Strukturelemente. Der Durchmesser und die Dichte der Dentinkanälchen pro Fläche nimmt von der Pulpa zum Schmelz hin ab. Das peritubuläre Dentin kleidet die Wände der Kanälchen aus, während das intertubuläre Dentin den Raum zwischen den Kanälchen ausfüllt. Das Manteldentin bildet die Grenze zur Schmelzschicht und enthält zahlreiche Verzweigungen der Odontoblasten-fortsätze (Ketterl 1961, Schroeder 1992).
2.2. Klinische Verfahren zur Begrenzung der Präparationstiefe bei der Kronenpräparation
Präparationsrillen
Als Präparationshilfen gelten Orientierungsrillen, die vor Beginn der Kronenpräparation angelegt werden. Dazu dienen Schleifkörper, die in den Durchmessern 1,0 mm, 1,2 mm und 1,5 mm normiert sind (Marxkors 1991, Jüde et al. 1997). Durch diese zu Beginn der Behandlung angelegten Orientierungsrillen ist der für die weitere Präparation angestrebte maximale Substanzabtrag festgelegt. Ein zu großer Abtrag mit der Gefahr der Pulpaschädigung soll vermieden werden.
Silikonschlüssel
Um eine visuelle Kontrolle über den Abtrag an Zahnhartsubstanz zu behalten, kann vor der Präparation ein sogenannter Silikonschlüssel angefertigt werden. Dazu wird eine Teilabformung über den zu präparierenden Zahn genommen, der dann in der Längs- und der Querachse der dargestellten Zahnimpression durchgeschnitten werden kann. Eine Kontrolle über den erfolgten Substanzabtrag am Pfeiler kann durch Zurücksetzen des Schlüssels auf den Kieferkamm und benachbarte, nicht präparierte Zähne erfolgen (Strub et al. 1994).
Röntgenbilder
Röntgenbilder erlauben eine grobe Einschätzung der Lokalisation der Pulpa und ihrer Ausdehnung in mesio-distaler Richtung. Aufgrund der zweidimensionalen Darstellung und der multiplen Einstellungsmöglichkeiten des Strahlenganges ist eine genauere Beurteilung nicht möglich. Keine Informationen erhält man zur Ausdehnung der Pulpa in vestibulo-oraler Richtung. Die Pulpakammer wird häufig zu klein dargestellt und grazile Ausläufer der pulpalen Gewebe entgehen der Darstellung (Jung 1984).
Ultraschallmessungen
Zur Bestimmung der Dentindicke können Ultraschallmessungen nach dem „Echolotprinzip“ durchgeführt werden. Diese berücksichtigen jedoch nicht den Durchmesser der Dentinkanälchen, so dass die tatsächlich verursachte Dentinwunde nicht kalkulierbar ist. Darüber hinaus ist der technische Aufwand wegen der ungünstigen akustischen Eigenschaften des Dentins so groß, dass die Methode nur für Forschungszwecke, nicht aber in der Routinebehandlung eingesetzt worden ist (Morozumi 1985, Morozumi et al. 1987).
Durchschnittswerte
Wissenschaftliche Untersuchungen an extrahierten Zähnen geben Angaben zu durchschnittlichen Zahnhartsubstanzstärken unpräparierter Zähne und zu Wandstärkenminima (Hugel 1970, Schaaf 1971). Die Durchschnittswerte derartiger anatomischer Präparate können zur Orientierung bei der Präparation verwendet werden. Vor dem Hintergrund nicht kalkulierbarer interindividueller Unterschiede ist die Methode aber sehr unsicher und in Einzelfällen daher mit der Gefahr einer Pulpaschädigung verbunden (Polansky et al. 1998).
2.3. Grundsätze der elektrischen Widerstandsmessung
2.3.1. Elektrischer Widerstand
Wird an die Enden eines elektrischen Leiters aus einem einheitlich elektrisch leitfähigen Material mit der Länge I und der Querschnittsfläche A eine elektrische Spannung angelegt, fließt ein Strom. Dabei ist die Spannung U dem Strom I proportional. Dies wird durch das Ohmsche Gesetz beschrieben.
Der Widerstand R ergibt sich aus dem Quotient aus Spannung U und Stromstärke I.
Spannung U Widerstand R = ---
Stromstärke I
Die Einheit des elektrischen Widerstandes R lautet Ω (Ohm).
Das Material des elektrischen Leiters ist für den spezifischen Widerstand entscheidend. Man bezeichnet dies als Resistivität σ.
Spez. Widerstand R = Resistivität σ x Länge / Querschnitt
2.3.2. Leitfähigkeit des Dentins
Die genannten Gleichungen sind anwendbar für die meisten elektrisch leitenden Stoffe, auch für Elektrolytlösungen.
Im Dentin durchlaufen die Dentinkanälchen das Dentin von der Pulpa-Dentin-Grenze bis zur Dentin-Schmelz-Pulpa-Dentin-Grenze, bzw. Dentin-Zement-Pulpa-Dentin-Grenze. Nach
Suzuki (Suzuki 1941) sind die Dentinkanälchen mit ihren Seitenästen und den
kollagenen Fibrillen der Grundsubstanz die stromleitenden Wege. Nach Gente (Gente 1992) und Becker-Detert (Becker-Detert 1993) ist der Mechanismus der Stromleitung im Dentin vorwiegend der des Ionentransportes in einem wässrigen Elektrolyten.
Die Gewebsflüssigkeit innerhalb der Dentinkanälchen, auch Dentinliquor genannt, enthält außer kollagenen Fibrillen die Ionen Natrium, Kalium und Chlorid. Er weist somit einen Elektrolytcharakter auf, der für den Ladungs-transport verantwortlich ist. Zur Beschreibung der elektrischen Leitfähigkeit des Dentins entwickelte Gente ein physikalisches Modell. Dabei wird der elektische Widerstand eines einzelnen Dentinkanälchens als Summe der Widerstände von n gleichlangen aufeinander gestapelten Zylindern angenähert (Abb. 3) (Gente 1992).
Abb. 3: Modell zur Annäherung der Form eines Dentinkanals (aus: Gente 1992)
Das Modell verwendet aufeinander gestapelte Zylinder der Höhe ∆x mit der Querschnittsfläche A n (x) = A (n * ∆x). Die Form eines Dentinkanälchens wird
umso genauer angenähert, je größer n und je kleiner ∆x wird.
Diesem Modell liegen die Daten des Durchmessers und der Dichte der Dentinkanälchen pro Fläche von Garberoglio und Brännström (Garberoglio und Brännström 1976) zugrunde.
Abb. 4 : Widerstand RD von Dentinarealen mit einer berechneten Fläche von AK=
0,8 mm2 und A
K= 0,2 mm2 und einer gemessenen Fläche AK= 0,5 mm2 als
Funktion der Dentindicke über der Pulpa (x1). (aus: Gente 1992)
Abszisse: Dentindicke x1 über der Pulpa in mm
Ordinate: Widerstand RD in KΩ
In Abbildung 4 wurde die ausschließliche Stromleitung über die in der kontaktierten Fläche angeschlossenen Dentinkanälchen zur Pulpa angenommen, deren Länge als annähernd gleich vorausgesetzt wird. Der Widerstand einer über der Pulpa belassenen Dentinschicht nimmt überproportional mit steigender Dentindicke zu. Der Dentinwiderstand RD hängt
von der Größe der angeschlossenen Dentinfläche AK ab. Je größer die Fläche,
desto kleiner ist der Widerstand. Die kleinere Fläche weist für gleiche Dentindicken einen viermal so hohen Widerstand auf als die größere Fläche. Für den spezifischen Widerstand des Dentinkanalliquors wurde σ= 0,70 Ωm angenommen. Das ist der spezifische Widerstand von physiologischer Kochsalzlösung bei 18 Grad Celsius.
Die Fähigkeit der elektrischen Leitfähigkeit besitzt regulär gebildetes Dentin, das keine pathologischen Veränderungen der Dentintubuli aufweist. Als sklerosiertes Dentin wird Dentin bezeichnet, dessen ursprüngliche Strukturen durch den physiologischen Alterungsprozess oder auch durch mechanische, dentogene pathologische oder iatrogene Prozesse verändert sind (Schroeder 1992). Dies bedeutet, dass die ehemals offenen Dentinkanälchen durch peritubuläres sowie intratubuläres Dentin obliteriert werden. Hier kann kaum noch ein Ladungstransport und somit kein nennenswerter Stromfluß mehr stattfinden. Eine klinische Widerstandsmessung ist nicht mehr möglich.
2.3.3. Technik der Widerstandsmessung
Voruntersuchungen, die zur Entwicklung des Prepometers® beitrugen, wurden von Gente und verschiedenen Mitarbeitern durchgeführt. Gente (Gente 1987) und Feige (Feige 1989) führten Untersuchungen durch, die die Möglichkeit einer Messung des elektrischen Widerstandes auf präparierten Dentinflächen bestätigten. Dadurch konnten Rückschlüsse auf die Lage und die Ausdehnung der Pulpahornspitzen gezogen werden. Weiterführende Untersuchungen von
Wenz (Wenz 1990) konnten die stromleitenden Wege im Dentin durch
Farbstoffionen darstellen. Wenz konnte außerdem feststellen, dass die Widerstandsmessung von der Dentinstruktur abhängig ist. Messungen auf kariösem Dentin und auch auf glasigem Tertiärdentin sind nur bedingt und mit differenten Ergebnissen möglich, da die geordnete Struktur der Dentinkanälchen zerstört ist. Basierend auf diesen Ergebnissen folgten Untersuchungen von Netsch (Netsch 1995), die zeigten, dass ein Widerstandsminimum auf der Dentinoberfläche abhängig ist von der Anzahl der angeschnittenen Dentinkanälchen sowie von deren Querschnitt und Länge. Die in den Untersuchungen verwendete Messapparatur wurde weiterentwickelt und das „Prepometer®“ für den routinemäßigen Einsatz in vivo hergestellt. Das „Prepometer®“ (Hager & Werken, Deutschland) wurde bis zum Jahr 2002 unter dem Handelsnamen „Dentometer DTM 800®“ (C. Hafner, Deutschland) vertrieben.
Das in Kapitel 3.1.3. (Material und Methode; Das Prepometer®) ausführlich beschriebene Prepometer® (Abb. 9, Seite 16) entspricht in seinem Aufbau einem AC – Ohmmeter, mit dem man durch Anlegen eines Wechselstromes eine elektrische Widerstandsmessung durchführen kann.
Am Gehäuse des Prepometers® sind drei verschiedene Elektroden anzuschließen. Die Bauweise des Gerätes sichert über die Gestaltung der Messelektrode, die auf die Präparationsoberfläche aufgesetzt wird und die Bezugselektrode, die in das bukkale Vestibulum des Patienten eingehängt wird, einen geschlossenen Stromkreis und ermöglicht damit die Widerstands-messung.
Die dritte Elektrode des Prepometers®, als Hilfselektrode oder Justierelektrode bezeichnet, muss bei jedem Zahn nur ein Mal angelegt werden. Das Gerät wird derart für den einen zu vermessenden Zahn feinjustiert. Es enthält einen elektronischen Speicher, der durch erstmalige Messung an der Dentinoberfläche den Widerstandswert `Kronenpulpa-Bezugselektrode` erfasst. Dieser Widerstandswert wird bei jeder weiteren Messung automatisch von den Widerständen `Messelektrode-Bezugselektrode` subtrahiert, so dass ausschließlich der relevante Widerstand `Messelektrode-Kronenpulpa` angezeigt wird. Die Zuordnung verschiedener Widerstandsbereiche zu den verschiedenen Leuchtdioden des Prepometers® erfolgte nach umfangreichen Voruntersuchungen durch Gente (Gente 1992). Der größte messbare Widerstand wird am Gerät angezeigt durch eine grüne Leuchtdiode 1 (LED, light emitting diode), der kleinste messbare Widerstand wird angezeigt durch die rote Leuchtdiode 10.
1 2 3 4 5 5/6 6 6/7 7 7/8 8 8/9 9 9/10 10
Leuchtdiodenscala des Prepometers 0 50 100 150 200 250 k
Abb. 5: Zuordnung verschiedener Widerstandsbereiche `Messelektrode-Kronenpulpa`
zur Leuchtdiodenskala des Prepometers® (Angaben der zugeordneten
Widerstandsbereiche in kΩ) (nach: Gente 1992)
Abbildung 5 zeigt die Zuordnung definierter Widerstandsbereiche zu den farblich codierten Leuchtdioden (Gente 1992).
Bei der Messung mit dem Prepometer® nimmt der Mikroprozessor für die ersten drei grünen Leuchtdioden einen Widerstandswert von 20 kΩ an, der bei jeder Messung vom Widerstand `Messelektrode-Bezugselektrode` subtrahiert wird. Die LED-Anzeige des Prepometers® signalisiert ein konstantes Leuchten der Dioden.
Bei Erreichen der Leuchtdiode 4 (gelb) blinkt diese LED, wenn noch kein Widerstandswert für den Widerstand `Kronenpulpa-Bezugselektrode` gemessen wurde. Durch die Feinjustierung wird dieser Widerstand genau bestimmt und gespeichert. Bei allen Folgemessungen wird der gespeicherte Wert automatisch subtrahiert und der relevante Widerstand `Messelektrode-Kronenpulpa` angezeigt.
Ω
®
3. Material und Methode
3.1. in-vitro Untersuchungen mit dem Prepometer®
3.1.1. Zähne
Die zu untersuchenden Zähne mussten folgende Einschlusskriterien erfüllen, um in die Studie aufgenommen zu werden:
- Die Zähne mussten kariesfrei sein. - Die Zähne mussten füllungsfrei sein. - Die Zähne durften nicht vorpräpariert sein.
- Die Sensibilität der Zähne musste vor der Extraktion positiv bestätigt sein.
- Die Zähne mussten am Tag der Untersuchung extrahiert worden sein. - Nach der Extraktion musste die Wurzelspitze frakturfrei und in ihrer
ursprünglichen anatomischen Form erhalten sein.
Die zu untersuchenden Zähne wurden möglichst schonend extrahiert, um traumatisierende Einflüsse auf die Zahnstrukturen so gering wie möglich zu halten. Die Extraktionen wurden durch erfahrene Behandler der chirurgischen Poliklinik (Klinik für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie am Medizinischen Zentrum für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde der Philipps-Universität Marburg/Lahn) vorgenommen.
In der Zeit zwischen Extraktion und Präparation wurden die Zähne in einem Hygrophor, einem kleinen Gefäß, das mit Kochsalzlösung getränkte Tupfer enthielt, gelagert. Die Zeit zwischen Extraktion und Präparation mit eigentlicher Untersuchung wurde so kurz wie möglich gehalten. Sie betrug im Maximum vier Stunden. Die Versuchsdurchführende war zur korrekten Anwendung des Prepometers® theoretisch und praktisch geschult worden.
3.1.2. Versuchsaufbau
Der Versuchsaufbau bestand aus dem Probenhalter und der darüber befindlichen Messuhr mit geeichter Mikrometerskala (Abb. 6).
Abb. 6: Versuchsaufbau mit Probenhalter und Messuhr
Als Probenhalter wurde ein Hohlzylinder aus V2A-Stahl verwendet. Der mit
Gewinde versehene Deckel des Zylinders diente als eigentlicher Probenhalter, in dem der zu präparierende Zahn mittels Kaltpolymerisat (Paladur®, Kulzer) in eine Plexiglasplatte eingebracht und dann in den Zylinder verschraubt wurde. Durch diese starre Fixierung konnte eine Auslenkung des Zahnes während der Präparation verhindert werden. Die Plexiglasplatte wurde mit den Markierungen mesial, distal, bukkal und oral versehen (Abb. 7), um die Orientierung während des Präparierens zu sichern. Das Lumen im unteren Teil des Zylinders wurde mit physiologischer Kochsalzlösung gefüllt, so dass die Wurzel des Zahnes in diese hineinragte. Über diesen Elektrolyten war der Kontakt zur Bezugs-elektrode hergestellt. Als BezugsBezugs-elektrode diente das metallische Gehäuse des Zylinders, das über ein Kabel mit dem Prepometer® verbunden wurde (Abb. 8).
3.1.3. Das Prepometer®
Das Prepometer® (Hager & Werken, Deutschland) entspricht in seinem Aufbau einem AC – Ohmmeter, mit dem man durch Anlegen eines Wechselstromes eine elektrische Widerstandsmessung durchführen kann (Abb. 9).
Abb. 9: Das Prepometer® (Darstellung ohne Bezugs- und Justierelektrode)
Das Prepometer® ist ein Gerät, dessen Größe in etwa der einer elektrischen Zahnbürste entspricht. Am Gehäuse des Prepometers® sind drei verschiedene Elektroden anzuschließen. Die Messelektrode befindet sich an der Gehäusespitze, die Bezugselektrode wird über ein isoliertes leitfähiges Kabel mit dem Ende des Gerätes verbunden. Die Messelektrode hat an ihrem Kontaktende eine Kapillare, die mit einer Silikonmanschette ummantelt ist. Durch die Kapillare, die mit physiologischer Kochsalzlösung als Kontaktflüssigkeit gefüllt wird, kann die elektrisch leitende Verbindung von dem Liquor in den Dentinkanälchen zur Messelektrode hergestellt werden. Isotonische Kochsalzlösung wird verwendet, da diese in ihrer Leitfähigkeit dem Dentinliquor ähnelt und in jeder Zahnarztpraxis verfügbar ist. Die zweite Elektrode, die Bezugselektrode, wird in das bukkale Vestibulum des Patienten eingehängt. Über den Speichel wird der Stromkreis geschlossen und eine Widerstandsmessung möglich.
Die dritte Elektrode des Prepometers®, die Hilfselektrode oder Justierelektrode, muss bei jedem Zahn für die Feinjustierung des Gerätes nur ein Mal angelegt werden. Das Prepometer® enthält einen elektronischen Speicher, der den
Widerstandswert `Kronenpulpa-Bezugselektrode` erfasst. Dieser wird bei jeder weiteren Messung automatisch vom Widerstand `Messelektrode-Bezugs-elektrode` subtrahiert, so dass ausschließlich der relevante Widerstand `Messelektrode-Kronenpulpa` angezeigt wird. Vor der Feinjustierung ist dieser Speicher herstellerseitig mit einem Mittelwert von 20 kΩ eingestellt.
Im Gehäuse des Prepometers® befinden sich zehn Leuchtdioden (LED), die farblich codiert sind (Dioden 1 bis 3: grün, Dioden 4 und 5: gelb, Dioden 6 und 7: orange, Dioden 8 bis 10: rot). Zu jedem gemessenen spezifischen Widerstand leuchtet die korrespondierende Diode auf.
Der größte messbare Widerstand wird angezeigt durch Diode 1 (grün), der kleinste messbare Widerstand wird durch Diode 10 (rot) angegeben. Die Zuordnung verschiedener Widerstandsbereiche zu den verschiedenen Leuchtdioden des Prepometers® erfolgte nach umfangreichen
Vorunter-suchungen durch Gente (Gente 1992).
Der Benutzer des Prepometers® kann bei jeder Messung den aktuellen Widerstand ´Messelektrode-Kronenpulpa´, übertragen in den Farb-Code der LED-Skala, ablesen. Die Zuordnung dieser Widerstandsbereiche wurde innerhalb der Literaturübersicht in Kapitel 2.3.3. beschrieben (Technik der Widerstandsmessung, Seiten 11-13).
3.1.4. Präparation und Messungen mit dem Prepometer®
Die Präparation erfolgte ausschließlich durch Reduktion der okklusalen Zahnfläche mittels eines Feinschliffdiamanten mit 30-50 µm Korngröße. Präpariert wurde mit einem Übertragungswinkelstück bei 120.000 U/Min. bei kontinuierlicher Wasserkühlung durch die am Kopfstück des Winkelstücks herstellerseitig angebrachten drei Wasserausgänge. Die Kühlwassermenge war auf 50 ml pro Minute eingestellt. Die intermittierende Arbeitsweise mit geringem Anpressdruck erlaubte dabei für jeden Arbeitsschritt einen Substanzabtrag um einige 1/10 mm.
Zwischenzeitlich erfolgte nach jedem Präparationsschritt die Prepometer® -Messung. Vor Einsatz des Gerätes war zu überprüfen, ob die erste Leuchtdiode mit einem grünen Blinklicht die Funktion des Gerätes bestätigte. Blinkt nach der
Inbetriebnahme des Prepometers® die letzte rote Diode, muss ein Austausch der Batterie erfolgen. Nach Kontrolle der Gängigkeit der Kapillare des Prepometers® wurde die präparierte Oberfläche mit dem Luftpüster von sichtbaren Flüssigkeitsansammlungen – unter Erhalt einer „feuchten“ Dentinoberfläche - befreit und die Kapillare mit physiologischer Kochsalzlösung gefüllt, um über diesen Elektrolyten den Kontakt zu dem Liquor in den Dentinkanälchen herzustellen. Auf diese Weise konnten an der präparierten Oberfläche unterschiedliche Widerstandswerte gemessen und die Widerstandsminima deutlich von der Umgebung abgegrenzt werden. Notiert wurde zu jedem Leuchtdiodenwert, durch Ablesen von der Messuhr, der bis dahin erfolgte Zahnhartsubstanzabtrag. Ab Leuchtdiode 4 (gelb) signalisiert das Prepometer® durch ein Blinklicht dieser Diode, dass das Gerät feinjustiert werden muss. Hierzu wird zusätzlich zur Messelektrode die Hilfselektrode auf das Dentin des Zahnes aufgesetzt. Die Feinjustierung erfolgt durch einmaliges Drücken der Schaltfläche. Die Bestätigung der erfolgreichen Feinjustierung wird durch ein Lauflicht über alle Dioden angezeigt. Nach diesem Vorgang kann eine tiefreichende Präparation erfolgen. Bei weiteren Messungen erscheint die Leuchtdiodenanzeige wieder als Dauerlicht.
Als Messapparatur für den Substanzabtrag diente eine geeichte Messuhr (Abb. 10) mit einer Mikrometerskala. Der V2A-Zylinder wurde nach jedem
Substanzabtrag unter die Messuhr gestellt, um mit deren Stempel den genauen Abtrag zu bestimmen. Dieser Wert wurde, ebenso wie der dazu gehörige Prepometer®-Wert, protokolliert. Auf diese Art und Weise wurde mit jedem
Bereich eines Widerstandsminimums verfahren, der entsprechend der Grundidee der Widerstandsmessung im vorliegenden Versuchsaufbau einem korrespondierenden Pulpahorn zuzuordnen ist.
Die okklusale Präparation wurde beendet und der Gesamtsubstanzabtrag bestimmt, sobald die Pulpa punktförmig eröffnet war. Der okklusale Gesamtabtrag ergab sich aus der Addition der einzelnen Substanzabträge der vorausgegangenen Messungen.
Mittels dieser Methode konnten 41 Stellen mit minimalstem Widerstand erfasst werden (Pulpahörner).
Bei 20 Zähnen mit 29 Pulpahörnern wurde der Abtrag der Zahnhartsubstanz Dentin bestimmt.
Bei 8 Zähnen mit 12 Pulpahörnern wurde der Gesamtabtrag der Zahnhartsubstanzen Dentin und Schmelz ermittelt, um die Gesamtpräparations-tiefe zu erfassen.
3.2. in-vivo Untersuchungen mit dem Prepometer®
Die in-vivo-Studie ist eine Pilotstudie, da sie die ersten Ergebnisse aus der Anwendung des Prepometers® durch Kandidaten der Staatsexamensprüfung im Fach „Zahnersatzkunde, Studiengang Zahnmedizin“ repräsentiert. Benutzt wurde das Prepometer® bei Pfeilerpräparationen für Kronen- und Brückenversorgungen. Den Kandidaten war vor der eigenen Benutzung mittels Erläuterung der schriftlichen Bedienungsanleitung und praktischer Demonstration die korrekte Anwendung des Prepometers® erklärt worden.
3.2.1. Probanden
In die Studie aufgenommen wurden n = 18 Probanden, die im Rahmen des Staatsexamens eine Kronen- und/oder Brückenversorgung bekommen sollten. Darüber hinaus wurden n = 12 Probanden in die Untersuchung einbezogen, die von einem zahnmedizinisch approbierten Mitarbeiter der Hochschule mit mehrjähriger Berufserfahrung und vier Jahren Erfahrung in der Anwendung des Prepometers® behandelt wurden.
Alle Probanden der Testgruppen (siehe Kapitel 3.2.2.) wurden vor Beginn der Behandlung über die kontrollierte Präparation zur Vermeidung der Zahnmarkschädigung mit Anwendung des Prepometers® und die damit verbundene elektrische Widerstandsmessung informiert und ihre Zustimmung erfragt (Abb. 11).
Abb. 11: Anwendung des Prepometers® am Probanden
3.2.2. Zähne
Voraussetzung für die Aufnahme in die Studie war das durch ein Röntgenbild bestätigte abgeschlossene Wurzelwachstum der betroffenen Zähne mit Ausschluss einer röntgenologisch dargestellten Aufhellung im Sinne eines osteolytischen Prozesses in der Apikalregion. Im Ausgangsbefund wurde die positive Sensibilität der Zähne mit Kältespray (orbis° dental) überprüft und pulpitische Beschwerden ausgeschlossen. Das Ziel der Präparation, bei ausreichender Präparationstiefe, war es, durch den Einsatz des Prepometers® pulpitische Beschwerden zu vermeiden und die Sensibilität der Zähne zu erhalten. Die zu untersuchenden Zähne durften nur kleinflächige Füllungen aufweisen. Die Zähne mussten frei von Infrakturen des Dentins sein. Sowohl die Auswahl der Zähne, die entsprechend den Einschlusskriterien in die Studie
aufgenommen wurden, als auch die Verteilung der Zähne zwischen Testgruppe 1 und Kontrollgruppe erfolgte zufällig.
Die Gesamtzahl der Zähne (n = 90) wurde in drei Gruppen unterteilt:
Gruppe 1: Die Präparation erfolgte durch einen Studenten innerhalb seiner Examensprüfung unter Anwendung des Prepometers® (Testgruppe 1).
Gruppe 2: Die Präparation erfolgte durch einen Behandler mit Berufserfahrung und vier Jahren Erfahrung in der Anwendung des Prepometers® (Testgruppe 2).
Gruppe 3: Die Präparation erfolgte durch Studenten innerhalb ihrer Examensprüfung ohne Anwendung des Prepometers®. Diese
Gruppe war die Kontrollgruppe.
Abb. 12: Verteilung innerhalb der Gruppen 1 und 2 (Testgruppen); Kontrolle der
präparierten Zähne mit Anwendung des Prepometers®
Die Gesamtzahl der Zähne innerhalb der Testgruppen (n = 68) wurde unter Kontrolle der Präparationstiefe mit Hilfe des Prepometers® präpariert (Abb. 12). Der schraffierte hellgelbe Anteil (n = 29) zeigt die Zähne der 18 Probanden, die im Rahmen mehrerer Staatsexamina von Prüfungskandidaten präpariert
n = 2 5 3 9 , 1 % n = 3 9 6 0 , 9 % Gruppe 1 42,6 % n = 29 Gruppe 2 57,4 % n = 39
wurden. Der grüne Anteil stellt die Anzahl (n = 39) der Zähne von 12 Probanden dar, die von einem Behandler mit Berufserfahrung und vier Jahren Erfahrung in der Anwendung des Prepometers® präpariert wurden.
Die Zähne wurden in diese zwei Gruppen unterteilt, um die Ergebnisse der Sensibilitätskontrolle innerhalb der Nachuntersuchung hinsichtlich möglicher Einflüsse verschiedener Anwender vergleichen zu können. Das Ergebnis erlaubt eine Bewertung der Anwendungssicherheit in der Hand des Ungeübten und damit auch eine Aussage hinsichtlich der Empfehlung zur erstmaligen Anwendung des Prepometers® für den Praktiker.
Abb. 13: Ausfallquote (Drop-out) innerhalb der Gruppe 1 (Testgruppe 1)
Nicht alle Zähne der Gruppe 1 (Testgruppe 1) konnten der Sensibilitätskontrolle im Rahmen der Nachuntersuchung unterzogen werden. Aus der Gesamtzahl der präparierten Zähne (n = 29) konnte an vier Zähnen (n = 4) bei zwei Patienten keine Sensibilitätskontrolle erfolgen (Abb. 13). Der Wohnsitz dieser Patienten lag über 150 km von Marburg entfernt. Sie waren aufgrund dieses Umstandes nicht bereit, einen Termin zur Nachuntersuchung wahrzunehmen.
In Gruppe 2 (Testgruppe 2) konnte im Rahmen der Nachuntersuchung der Sensibilitätsbefund aller Zähne, die von dem erfahrenen Behandler präpariert worden waren, erhoben werden. Es gab in dieser Gruppe keine Ausfallquote.
86,2 % n = 25
13,8 % n = 4
Der Kontrollgruppe wurden 22 Zähne, präpariert an 16 Probanden, zugeordnet. Die Präparation für den erforderlichen Kronen- und Brückenersatz wurde in diesem Kollektiv unter Einsatz der herkömmlichen Verfahren zur Begrenzung der Präparationstiefe wie Präparationsrillen, Silikonschlüsseln, Röntgenbildern und Durchschnittswerten von Hartsubstanzdicken durchgeführt.
Abb. 14: Ausfallquote (Drop-out) innerhalb der Gruppe 3 (Kontrollgruppe)
Auch in Gruppe 3 (Kontrollgruppe) konnten nicht alle Zähne der Sensibilitätskontrolle im Rahmen der Nachuntersuchung unterzogen werden. Aus der Gesamtzahl der präparierten Zähne (n = 22) konnte an drei Zähnen (n = 3) bei zwei Patienten keine Sensibilitätskontrolle erfolgen (Abb. 14). Der Wohnsitz dieser Patienten lag über 150 km von Marburg entfernt. Sie waren aufgrund dieses Umstandes nicht bereit, einen Termin zur Nachuntersuchung wahrzunehmen.
3.2.3. Präparation und Messungen mit dem Prepometer®
Geringe Unterschiede in der Präparationsform ergaben sich durch den geplanten späteren Zahnersatz (Vollgusskronen, Keramikverblendkronen,
86,4 % n = 19
13,6 % n = 3
angegebenen Präparationsleitlinien für den geplanten Zahnersatz (Strub et al. 1994), angepasst an die individuellen anatomischen Gegebenheiten. Die Prepometer®- Messung erfolgte phasenweise innerhalb des Arbeitsganges `Präparation`.
Zur Präparation wurde analog der in-vitro Studie ein Feinschliffdiamant mit 30-50 µm Korngröße verwendet, der mit einer maximalen Umdrehungszahl von 120000 U/ Min. und einer Wasserkühlung von 50 ml/ Min. betrieben wurde. Hierbei wurde die Schmelzschicht der Zahnkrone abgetragen, bis die oberste Dentinschicht sichtbar war. Auf dieser Oberfläche erfolgte die erste Messung mit dem Prepometer®.
Nach dem Anschalten des Gerätes war zu überprüfen, ob die erste Leuchtdiode in dem herstellerseitig eingestellten Kontrollintervall blinkte (grün), um eine eventuelle Batterieermüdung auszuschließen.
Analog der in-vitro Studie wurde die Kapillare der Messelektrode mit physiologischer Kochsalzlösung gefüllt, um den Kontakt zu dem Liquor in den Dentinkanälchen herzustellen.
Den Patienten wurde vor der Messung die Bezugselektrode, deren Ende in U-Form gebogen ist, in das bukkale Vestibulum eingehängt. Die präparierte Dentinfläche wurde mit einem kurzen Luftstoß „getrocknet“, bevor die Oberfläche mit der Messelektrode abgetastet wurde. Hierbei wurde darauf geachtet, dass die Silikonmanschette, die die Messelektrode ummantelt, diese gegen die Umgebung luftdicht abschloss.
Gemessen wurde im Gegensatz zur in-vitro Studie nicht nur an der Okklusalfläche sondern an allen Flächen des Zahnes, die einer Dentinpräparation unterlagen. So konnten nicht nur die Pulpahornspitzen im okklusalen Anteil sondern die Gesamtausdehnung der Kronenpulpa in der Widerstandsmessung erfasst werden.
Die Messungen erfolgten zwischen den einzelnen Präparationsschritten, um, optisch dargestellt durch die verschiedenfarbigen Leuchtdioden, einen ausreichenden Abstand zur Pulpa einzuhalten. Zur sicheren Vermeidung eines Pulpatraumas durfte nicht weiter als bis zur letzten orangefarbenen Leuchtdiode (Diode 7) präpariert werden.
Die Kontrolluntersuchung zum Sensibilitätsbefund aller Zähne erfolgte mittels Kältespray (orbis° dental) im Abstand von 2-5 Jahren nach der Präparation.
In der Gruppe 1 (Testgruppe 1) wurde nach abgeschlossener Präparation des Zahnes von allen Behandlern (Examenskandidaten) eine provisorische Krone in der direkten Technik hergestellt. Hierzu wurde die vor der Präparation über den Zahn und benachbarte anatomische Bereiche genommene Silikonteilabformung auf den Pfeiler zurückgesetzt und die Hohlform mittels Kunststoff zur Fertigung von Provisorien ergänzt. Diese Technik - korrekt angewandt - gewährleistet, dass die provisorische Krone exakt der ehemaligen natürlichen Ausgangszahnform entspricht. Mittels eines Tasterzirkels konnte die Dicke des Provisoriums vermessen werden (Abb. 15). Damit war nach Präparation auch in der in-vivo Studie eine Beurteilung des erfolgten Substanzabtrages möglich. Protokolliert wurde die Dicke eines Provisoriums über der Präparationsfläche mit geringstem Widerstandswert.
4. Ergebnisse
Die erhaltenen Messdaten werden im folgenden in Tabellen geordnet und in graphischen Darstellungen illustriert.
4.1. Ergebnisse der in-vitro Untersuchungen
Die mit dem Prepometer® durchgeführte Widerstandsmessung an der Zahnoberfläche ist nur möglich an der Zahnhartsubstanz Dentin. Sie beruht auf der Leitfähigkeit der in den Dentinkanälchen vorhandenen Gewebsflüssigkeit. Das ermittelte Widerstandsminimum in Abhängigkeit von der bei der Präparation entstandenen Wundfläche kennzeichnet den Bereich der geringsten Dentindicke über der Pulpa. Als Wundfläche wird dabei die Gesamt-oberfläche der angeschnittenen Dentinkanälchen beschrieben (Schroeder 1992).
Die Dentinwunde ist jedoch dem Behandler nicht sichtbar und innerhalb seiner klinischen Tätigkeit auch nicht einschätzbar oder gar bestimmbar. Darüber hinaus wurde in der Vergangenheit weniger die Größe der Wundfläche im präparierten Dentin für die Erhaltung der Sensibilität und Vitalität eines Zahnes diskutiert als vielmehr die Restdentinstärke über der Pulpa. Da diese wiederum in-vivo nicht messbar ist, lag das Hauptaugenmerk des Behandlers eher bei dem für den späteren Zahnersatz erforderlichen Substanzabtrag bei gleichzeitig größtmöglicher Schonung der Pulpagewebe.
Um zu veranschaulichen, wie groß die verbleibende Hartsubstanzstärke über der Pulpa nach einem okklusalen Abtrag von 2 mm ist, der für die Versorgung eines Zahnes mit einer künstlichen Krone gefordert wird (Lehmann und Hellwig 2002), ist in Tabelle 1 und in den Abbildungen 16 und 18 (in Abb. 18: Kurven beginnend mit Abszissenwert `0`) die Gesamthartsubstanzdicke von Schmelz und Dentin angegeben. Es wird nochmals betont, dass eine Messung mit dem Prepometer® erst auf der Dentinoberfläche durchführbar ist.
Messpunkte 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Hartsubstanzdicke (in mm) 6,1 5,44 5,85 6,88 6,91 4,74 3,72 4,78 5,01 6,76 6,76 6,08 Hartsubstanzdicke (in mm) nach standardisiertem Abtrag von 2 mm 4,1 3,44 3,85 4,88 4,91 2,74 1,72 2,78 3,01 4,76 4,76 4,08
Tab. 1: Darstellung der Gesamthartsubstanzdicke (Schmelz und Dentin) oberhalb der Pulpa vor und nach standardisiertem Substanzabtrag von 2 mm an 8 Zähnen mit n = 12 Messpunkten
Tabelle 1 beschreibt die unterschiedliche okklusale Hartsubstanzdicke von Schmelz und Dentin über den später ermittelten Widerstandsminima an 12 Messpunkten. Gefunden wurden Werte zwischen einem Minimum von 3,72 mm und einem Maximum von 6,91 mm. Untersucht wurden dabei 8 Zähne mit 12 Messpunkten. Subtrahiert man die in Lehrbüchern empfohlene Substanzstärke von 2 mm okklusalem Abtrag für eine spätere Krone (Lehmann und Hellwig 2002), ergeben sich die dargestellten Werte. Deutlich wird dabei die große Streubreite innerhalb der Werte für die verbliebene Substanzstärke, die im Minimum 1,72 mm beträgt. Farblich hervorgehoben sind die Werte mit der jeweils größten (grün) und geringsten (rot) verbleibenden Zahnhartsubstanz-dicke.
0 1 2 3 4 5 6 7 P 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
Leuchtdiodenskala des Prepometers
Har tsubst anzdi cke ( S chm el z und Dent in ) i n m m ü b er d er P u lp a
Abb. 16: Korrelation von Zahnhartsubstanzdicke (Schmelz und Dentin) und
Widerstand, dargestellt durch die Leuchtdioden des Prepometers®, bei
zunehmender Präparationstiefe
Abszisse: Hartsubstanzdicke vor Präparation (0), Leuchtdioden des
Prepometers® (1-10) bis Pulpaeröffnung (P)
Ordinate: Zahnhartsubstanzdicke (Schmelz und Dentin) in Richtung der
Zahnachse (in mm)
Die Werte der Abbildung 16 wurden nach der in Abschnitt 3.1.4. angegebenen Methode erfasst und als Kurven dargestellt (n = 12). Die Ordinatenwerte über dem Abszissenwert `0` erfassen die gesamte Zahnhartsubstanzdicke vor der Entfernung des Zahnschmelzes. Zwischen den Abszissenwerten `0` und `1` wurde keine Widerstandsmessung durchgeführt. Den Beginn der Anwendung des Prepometers® kennzeichnet der Abszissenwert `1`, korrespondierend zum konstanten Aufleuchten der 1. Leuchtdiode.
Mit dem Kurvenverlauf zwischen den Abszissenwerten `0`und `1`, dem rechten Anteil der Abbildung, soll veranschaulicht werden, wie viel Zahnschmelz abgetragen werden kann, bevor die Dentinschicht erreicht ist und eine Prepometer®-Messung erfolgen kann. Die Werte der Zahnschmelzdicken liegen zwischen 0,38 mm und 1,90 mm.
Betrachtet man die Werte der Widerstandsmessung des Prepometers® nach Abtrag von 2 mm Zahnhartsubstanz, wie es im Rahmen einer prothetischen Behandlung erforderlich sein kann, befindet man sich bei 9 von 12 Messpunkten im Widerstandsbereich der grünen Dioden. Bei 3 Messpunkten wurde der orangefarbene Diodenbereich erreicht. Bei 2 mm Präparationstiefe wurde in keinem Fall der Widerstandsbereich der 3 roten Leuchtdioden des Prepometers® erreicht.
Bei allen Zähnen konnte bei einem Abtrag von 2 mm Zahnhartsubstanz (Schmelz und Dentin) die geforderte Restdentinstärke von 0,7 mm für Zähne von Erwachsenen und 1,4 mm für Zähne von Jugendlichen (Jüde et al. 1997) eingehalten werden.
0 1 2 3 4 5 6 7 P 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
Leuchtdiodenskala des Prepometers
D
entindicke in mm über der Pulp
a
Abb. 17: Korrelation von Dentindicke über der Pulpa und Widerstand, dargestellt durch
die Leuchtdioden des Prepometers®, bei zunehmender Präparationstiefe
Abszisse: Leuchtdioden des Prepometers® (1-10) bis Pulpaeröffnung (P)
Ordinate: Dentindicke in Richtung der Zahnachse (in mm)
Die Werte der Abbildung 17 wurden mit der in Abschnitt 3.1.4. angegebenen Methode ermittelt. An der Präparationsoberfläche wurden die Stellen minimalsten Widerstandes mit Hilfe der Messung geortet. Als Kurven (n = 29) dargestellt sind die abnehmenden Dentindicken, die bei Aufleuchten der Dioden 1 – 10 bis hin zur Pulpaeröffnung gemessen wurden. Hierbei wurden ausschließlich die Stellen minimalsten Widerstandes, in der in-vitro Untersuchung die Stellen oberhalb der Pulpahörner, in die Messung und damit in die Abbildung einbezogen.
Die Ordinate über dem Abszissenwert `1` (erste grüne Leuchtdiode des Prepometers®) kennzeichnet die erstmögliche Widerstandsmessung über einem späteren Messpunkt mit Widerstandsminimum oberhalb eines Pulpahornes. Sie gibt damit, bezogen auf den jeweiligen Messpunkt, die maximale Dentindicke über dem Pulpahorn an. Da in der Abbildung die Dicke der Zahnhartsubstanz „Zahnschmelz“ nicht berücksichtigt ist, wird der
Abszissenwert `0` nicht angegeben. Je geringer die verbleibende Dentinstärke oberhalb der Pulpa ist, desto kleiner ist die Abweichung der Kurven untereinander. Die Steigung der Kurven verdeutlicht graphisch, dass an Messpunkten mit geringer Anfangsdentindicke schon bei geringem Substanzabtrag weitere Dioden aufleuchten.
0 1 2 3 4 5 6 7 P 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
Leuchtdiodenskala des Prepometers
Hartsubstanzdicke (Schmelz und Dentin) in mm
über der Pulpa
Abb. 18: Darstellung aller Messkurven zur Korrelation von Zahnhartsubstanzdicke (Schmelz und Dentin/ Dentin) und Widerstand, dargestellt durch die
Leuchtdioden des Prepometers®, bei zunehmender Präparationstiefe
Abszisse: Hartsubstanzdicke vor Präparation (0), Leuchtdioden des
Prepometers® (1-10) bis Pulpaeröffnung (P)
Ordinate: Zahnhartsubstanzdicke („Schmelz und Dentin“) in Richtung der
Zahnachse (in mm)
In Abbildung 18 sind alle Messkurven dargestellt (n = 41).
Es ist eine Abhängigkeit zwischen der Dentindicke und der Leuchtdiodenanzeige des Prepometers® zu erkennen. Mit abnehmender
Prepometer®skala. Die Steigungen der Kurven und auch deren Anfangs-Ordinatenwerte über Abszissenwert `1` sind unterschiedlich. Auch oberhalb der einzelnen Abszissenwerte `2`-`10`, die weitere Leuchtdioden kennzeichnen, streuen die Ordinatenwerte. Für Diode 2 ist die Streuung dieser Werte maximal, sie beträgt 2,56 mm. Es lässt sich demnach keiner der Leuchtdioden des Prepometers® eine konstante Dentindicke zuordnen.
Je geringer die Dentindicke oberhalb der Pulpa ist, desto kleiner ist die Abweichung der Kurven untereinander. Die Abbildung verdeutlicht das durch die eng beieinander liegenden Kurven vergleichbarer Steigung.
Dem Behandler wird durch die Farben der Leuchtdioden innerhalb des Prepometers® optisch verdeutlicht, wenn er eine Messung im Bereich eines
Widerstandsminimums vornimmt. Vonseiten des Herstellers ist eine Präparation bis zum Aufleuchten der letzten orangefarbenen Diode (Diode 7) empfohlen. Entsprechend allgemein gültiger Farbcodes warnen die roten Dioden vor einer „Gefahrenquelle“. Die Präparation ist nach Herstellerangaben daher möglichst vor Aufleuchten der ersten rote Diode zu beenden. Die erste rote Leuchtdiode ist die achte der Leuchtdioden 1-10.
Betrachtet man die Dentindicke aller Kurven über der letzten orangefarbenen Diode (Diode 7), so ist auch in der untersten Kurve mit einem Wert von 0,7 mm der geforderte Betrag (Jüde et al. 1997) an Restdentinstärke oberhalb der Pulpa (für Erwachsene) gerade eingehalten.
Mit fortschreitender Präparationstiefe bis zum Aufleuchten der letzten roten Diode 10 wurde in den in-vitro Untersuchungen bei keinem Zahn die Pulpa eröffnet. Dabei liegen 36 von 41 Werten unterhalb von 1,04 Millimetern mit einem Minimum von 0,09 Millimetern Restdentindicke. Nur 5 Werte an drei Zähnen liegen darüber mit einem Maximum von 1,69 Millimetern. Die Differenz der korrespondierenden Dentindicken für die aufleuchtende Diode 10 beträgt damit zwischen Maximum und Minimum 1,6 mm. Es ist kein konstanter Wert.
Messpunkte über der Pulpa 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Dentindicke (in mm) an Diode 7 1,98 1,77 1,15 0,82 1,65 2,71 1,51 1,25 0,77 2,39 2,67 1,72 Messpunkte über der Pulpa 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Dentindicke (in mm) an Diode 7 2,63 1,7 1,42 1,29 1,08 0,79 0,7 1,33 2,54 1,72 1,41 1,28 Messpunkte über der Pulpa 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 Dentindicke (in mm) an Diode 7 1,06 1,24 0,83 0,85 1,6 1,44 1,32 1,39 1,41 1,24 0,71 0,89 Messpunkte über der Pulpa 37 38 39 40 41 Dentindicke (in mm) an Diode 7 1,39 2,45 2,74 2,05 1,94
Tab. 2: Dentindicke (in mm) oberhalb der Widerstandminima von Zähnen bei
Aufleuchten der „Diode 7“ des Prepometers®
Das Funktionsprinzip des Prepometers® basiert auf der Annahme, dass nicht die nach Präparation verbliebene Dentindicke über der Pulpa eine mögliche
Widerstand der Dentinschicht. Je größer der Flächenanteil der angeschnittenen Dentinkanälchen ist, desto geringer ist der Dentinwiderstand. Dadurch wächst die Gefahr eines schädlichen Einflusses möglicher Noxen. Tabelle 2 zeigt die unterschiedlichen Dentindicken (in mm), die nach Messung mit dem Prepometer® oberhalb der Pulpa bestehen bleiben müssen, um die Sensibilität der Zähne nicht zu gefährden. Berücksichtigt ist hierbei der korrespondierende Wert der Dentindicke bei Aufleuchten der letzten orangefarbenen Leuchtdiode (Diode 7). Dieser Punkt wird vom Hersteller als empfohlener Endpunkt für die Begrenzung der Präparationstiefe angegeben. Grün hervorgehoben sind die drei niedrigsten Werte zwischen 0,7 mm und 0,77 mm, die damit der Forderung von 0,7 mm Restdentin oberhalb der Pulpa nach Präparation (Jüde et al. 1997), postuliert auch in der wissenschaftlichen Stellungnahme der Deutschen Gesellschaft für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde (DGZMK) (Hellwig et al. 1999), gerade entsprechen.
Von weitaus größerer Bedeutung ist allerdings, dass 38 Werte, zum Teil deutlich, über dieser Grenze liegen. Der größte gemessene Wert ist eine nach Anwendung des Prepometers® und Aufleuchten der Diode 7 verbliebenene Dentinschichtstärke von 2,74 mm für den Zahn mit Messpunkt 39.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Messpunkte über der Pulpa
0 1 2 3 4 5 6 7 Z a h n h ar ts u b st anz S c h m e lz u n d D en ti n ü b e r d e r P u lp a
Abb. 19: Darstellung der Zahnhartsubstanzdicke (Schmelz und Dentin) (in mm) über den Widerstandsminima
Grün: Schmelzdicke und Dentindicke bis Aufleuchten der Diode 7 (orange) Rot: Dentindicke bei Aufleuchten der Dioden 8-10 (rot) bis Pulpaeröffnung
In Abbildung 19 werden die Substanzstärken von Schmelz und Dentin verschiedener Zähne oberhalb der Messpunkte mit minimalstem Widerstand (n = 12) als Balkengraphik dargestellt.
Die Ordinate beschreibt den zunehmenden Abtrag von Zahnhartsubstanz für die zweifarbig gestalteten Balken. Der untere grüne Anteil der Balken zeigt den Bereich der Zahnhartsubstanz, der nach Angaben des Herstellers des Prepometers® entfernt werden kann, ohne die Sensibilität der Zähne zu gefährden. Dies entspricht einer schonenden Präparation bis zum Aufleuchten der letzten orangefarbenen Diode. Es ist die siebte Diode der Dioden 1-10. Der darüber liegende rote Anteil der Balken markiert den möglichen weiteren Substanzabtrag bei Aufleuchten der roten Dioden bis hin zur letzten, der zehnten Leuchtdiode. Das obere Ende der roten Balken markiert die Pulpaeröffnung.
Weder den Dentindicken für den Diodenbereich 1-7 („grün“ bis „orange“) noch den Dentindicken für den Diodenbereich 8-10 (3 mal „rot“) ist eine konstante
Hartsubstanzstärke zuzuordnen. Daraus kann abgeleitet werden, dass bei Kenntnis der Gesamtschichtstärke an Zahnhartsubstanz über der Pulpa, keine Rückschlüsse auf den Betrag gezogen werden können, der von der Zahnhartsubstanz Dentin abgetragen werden könnte, ohne die Sensibilität des Zahnes zu gefährden.
Berechnet man das Verhältnis von unterem grünen Balkenanteil zu oberem roten Balkenanteil für den Messpunkt eines Zahnes mit geringer Zahnhartsubstanzdicke, z. B. Messpunkt 7 und das Verhältnis dieser Anteile für den Messpunkt eines Zahnes mit größerer Zahnhartsubstanzdicke, z. B. Messpunkt 11, so ist die prozentuale Verteilung der grünen und roten Abschnitte annähernd gleich. Bei Messpunkt 7 ist das Verhältnis grüner Bereich 59,41% zu roter Bereich 40,59 %. Bei Messpunkt 11 beträgt das Verhältnis grüner Bereich 60,50% zu roter Bereich 39,50%. Vergleicht man hingegen Messpunkt 7 mit Messpunkt 4 (Gesamtabtrag 6,88 mm), der einen annähernd gleichen Gesamtsubstanzabtrag hatte wie Messpunkt 11 (6,76 mm), so wird deutlich, dass auch das Verhältnis der beschriebenen Bereiche nicht konstant ist. Bei Messpunkt 4 beträgt das Verhältnis grüner Bereich 88,08 % zu roter Bereich 11,92 %.
Anschaulich bedeutet das, dass bei Zähnen mit großer Gesamthartsubstanzstärke bei Aufleuchten der letzten orangefarbenen Diode (Diode 7) der Abstand zur Pulpa sehr unterschiedlich sein kann und der Behandler nicht davon ausgehen kann, dass bei jedem Zahn eine noch weitere ausgedehnte Präparation möglich ist.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
Messpunkte über der Pulpa
0 1 2 3 4 5 6 7 Z ah n h a rt su b st a nz D en ti n ü b e r d e r P u lp a
Abb. 20: Darstellung der Dentindicke (in mm) über den Widerstandsminima
Grün: Dentindicke bei Aufleuchten Diode 1 bis Aufleuchten Diode 7 (orange) Rot: Dentindicke bei Aufleuchten der Dioden 8-10 (rot) bis Pulpaeröffnung
Abbildung 20 zeigt die Dentindicke verschiedener Zähne oberhalb der Messpunkte mit minimalstem Widerstand (n = 29) als Balkengraphik.
Entsprechend Abbildung 19 stellt der untere grüne Anteil der Balken den Bereich der Zahnhartsubstanz dar, der nach Angaben des Herstellers des Prepometers® entfernt werden kann, ohne die Sensibilität der Zähne zu
gefährden. Dies entspricht einer schonenden Präparation bis zum Aufleuchten der letzten orangefarbenen Diode (Diode 7). Der darüber liegende rote Anteil der Balken markiert den möglichen weiteren Substanzabtrag bei Aufleuchten der roten Dioden bis hin zur letzten, der zehnten Leuchtdiode. Das obere Ende der roten Balken markiert die Pulpaeröffnung.
Auch in dieser Graphik ist weder eine Abhängigkeit zwischen der Gesamtdentindicke und dem Substanzabtrag bis Leuchtdiode 7 noch ein konstantes Verhältnis von grünen und roten Balkenanteilen zu erkennen. Es wird bestätigt, dass auch die Einschätzung oder Berechnung der Gesamtdentindicke (z.B. anhand von Röntgenbildern) keine Rückschlüsse auf den Betrag zulässt, der abgetragen werden kann, ohne die Sensibilität des Zahnes zu gefährden.
Die Ergebnisse zeigen, dass nach Entfernung der Dentinschicht bis auf das bisher als Referenz angegebene Minimum von 0,7 mm Restdentinstärke für Zähne von Erwachsenen (Jüde et al. 1997) in 92,68 % der untersuchten Messpunkte der orangefarbene Leuchtdiodenbereich des Prepometers® überschritten wurde.
4.2. Ergebnisse der in-vivo Untersuchungen
Die in-vivo Untersuchungen wurde als Nachuntersuchungen der beiden Testgruppen und der Kontrollgruppe vorgenommen. Erhoben wurde dabei der Sensibilitätsbefund der Zähne unter Anwendung von Kältespray (orbis° dental). Alle Nachuntersuchungen wurden von dem selben Behandler vorgenommen. Der Zeitraum der Nachuntersuchung lag zwischen 2 und 5 Jahren nach Präparation und Überkronung.
Abb. 21: Kreisdiagramm zur Sensibilitätskontrolle der präparierten Zähnen unter
Anwendung des Prepometers®
Abbildung 21 zeigt das Ergebnis der Sensibilitätsüberprüfung (Kältespray, orbis° dental) der Testgruppen (n = 64) nach 2 – 5 Jahren. Alle Zähne
Gruppen 1+2 100 % n = 64
reagierten positiv auf die Sensibilitätskontrolle. Daher wurde das Ergebnis der Nachuntersuchung von Gruppe 1 (n = 25) und die Nachuntersuchung zur Sensibilität innerhalb der Gruppe 2 (n = 39) in der Abbildung zusammengefasst. Alle Zähne wurden im Verlauf der Präparation mit dem Prepometer® kontrolliert. An den Zähnen wurden im Gegensatz zur in-vitro Untersuchung alle für eine spätere Überkronung notwendigen Flächen präpariert und mit dem Prepometer® untersucht. Es wurde maximal bis zum Aufleuchten der letzten orangefarbenen Diode (Diode 7) präpariert.
Nach Angaben der Patienten zeigten die Zähne in dem Zeitraum nach der Präparation und Überkronung keine Überempfindlichkeiten auf thermische Reize oder Perkussion. Es gab keine Hinweise auf eine pulpitische Reaktion.
In der Gruppe 1 (Testgruppe 1) wurde nach der abgeschlossenen Präparation des Zahnes von allen Behandlern eine provisorische Krone in der direkten Technik hergestellt. Hierzu wurde die vor der Präparation über den Zahn und benachbarte anatomische Bereiche genommene Silikonteilabformung auf den Pfeiler zurückgesetzt und die Hohlform mittels Kunststoff zur Fertigung von Provisorien ergänzt. Diese korrekt angewandte Technik gewährleistet, dass die provisorische Krone exakt der ehemaligen natürlichen Ausgangszahnform entspricht. Mittels eines Tasterzirkels konnte die Dicke der Provisorien vermessen werden. Damit war nach Präparation auch in der in-vivo Studie eine Beurteilung des erfolgten Substanzabtrages über den Widerstandsminima möglich.
Die Präparationstiefen waren unterschiedlich. Die größte Präparationstiefe an einem Punkt mit geringstem Widerstandswert betrug an einer Okklusalfläche 4 mm, an einer Labialfläche 2,4 mm.
Bei 13 Präparationen einer gewünschten maximalen Präparationstiefe wurde bis zu den orangefarbenen Leuchtdioden (Dioden 6 und 7) präpariert. Der Substanzabtrag an zwölf Zähnen lag im Bereich von 0,6 mm – 2,5 mm, jeweils dem Wert, der für die geplante Restauration erforderlich war und angestrebt wurde. Die korrespondierenden Prepometer®werte lagen alle im grünen Diodenbereich (LED 1 – 3) (Abb. 22).
8
4
8
5
Diode 1 Diode 3 Diode 6 Diode 7
0 2 4 6 8 10
Abb. 22: Verteilung der gemessenen maximalen Prepometer®werte an n=16
Probanden mit n=25 Zähnen/Messpunkten
Abszisse: maximaler Prepometer®wert
Ordinate: Verteilungshäufigkeit
Abbildung 23 zeigt das Ergebnis der Sensibilitätsüberprüfung (Kältespray, orbis° dental) in der Kontrollgruppe (n = 19) nach 2 – 5 Jahren.
Abb. 23: Kreisdiagramm zur Sensibilitätskontrolle (und Nebenbefunden) der
präparierten Zähne ohne Anwendung des Prepometers®
57,9% 21,1% 15,8% 5,3% 57,9 % n = 11 15,8 % n = 3 21,1 % n = 4 5,3 % n = 1
Die Zähne wurden alle präpariert ohne Kontrolle der Präparationstiefe mit Hilfe des Prepometers®. Der Substanzabtrag orientierte sich an der vonseiten der Zahntechnik geforderten späteren Restaurationsdicke. Ein erhöhtes Risiko für ein Präparationstrauma wurde auch in der Kontrollgruppe durch schonende Arbeitsweise vermieden.
Der grüne Anteil des Kreisdiagramms zeigt mit 57,9 % den prozentualen Anteil der Zähne mit positiver Sensibilitätskontrolle.
Der zweitgrößte Anteil (rot) mit 21,1 % entspricht vier Zähnen, die nicht sensibel auf den Kältetest reagierten.
Die orangefarbene gestreifte Fläche zeigt mit 15,8 % Anteil an den nachuntersuchten Zähnen der Kontrollgruppe die drei Zähne, die in dem Zeitraum nach der Präparation pulpitische Beschwerden aufwiesen. Die Zähne waren hypersensibel auf thermische Reize und aufbissempfindlich. Die Beschwerden waren nach Angaben der Patienten bis zu einem Zeitraum von einem halben Jahr nach der Präparation vorhanden. In einem Fall dieser Gruppe musste nach der Präparation eine lokale Kortikoidbehandlung (Ledermix®, Lederle Arzneimittel) an der präparierten Dentinoberfläche durchgeführt werden, die zur Schmerzlinderung führte. Zum Zeitpunkt der Nachuntersuchung reagierten die 3 Zähne normal positiv auf den Kältetest. Die Beschwerden werden daher im Sinne einer reversiblen Pulpitis gedeutet.
An einem Zahn, entsprechend 5,3 % aller nachuntersuchten Zähne der Kontrollgruppe, wurde bei der Präparation die Pulpa eröffnet. Die direkte Überkappung (Life, Kerr) der kleinflächig eröffneten Pulpa war erfolgreich, der Zahn war in der Folge beschwerdefrei. Zum Zeitpunkt der Nachuntersuchung reagierte der Zahn verzögert positiv auf den Kältetest.
Abb. 24: Kreisdiagramm zur Sensibilitätskontrolle der präparierten Zähne ohne
Anwendung des Prepometers®
Abschließend wird nochmals betonend festgehalten, dass zum Zeitpunkt der Nachuntersuchung nur 78,9 % der Zähne der Kontrollgruppe positiv auf den Kältetest reagierten. Mit 21,1 % reagierten über ein Fünftel der mittels einer Überkronung behandelten Zähne bereits nach 2 – 5 Jahren negativ auf diesen Test (Abb. 24).
78,9 % n = 15
21,1 % n = 4
4.3. Statistische Auswertung
Der Kolmogoroff-Smirnoff-Test ist ein verteilungsunabhängiger Test, der sich auf die Stichproben anwenden lässt.
Angewandt auf die Testgruppe 1 (n = 25) und die Kontrollgruppe (n = 19) ergibt sich die gemeinsame Summe der Stichproben n = 44.
In der Kontrollgruppe traten 8 unerwünschte Ereignisse auf. 4 Zähne waren desensibel geworden, 3 Zähne wiesen zwischenzeitlich pulpitische Beschwerden auf, bei einem Zahn wurde während der Präparation die Pulpa eröffnet. Als Ergebnis der statistischen Auswertung nach dem Kolmogoroff-Smirnoff-Test erhält man für die 8 unerwünschten Ereignisse die Wahrscheinlichkeit, dass die Verteilungen mit einer Irrtums - Wahrscheinlichkeit von 0,1 % nicht identisch sind.
5. Diskussion
Die Präparation von Zähnen für die Aufnahme einer Krone darf als eine Tätigkeit betrachtet werden, die ein praktizierender Zahnarzt fast täglich durchführt. Vogelsang schreibt in einer frühen Abhandlung mit dem Titel ` Die Reaktion der Pulpa auf plötzlichen Schmelzmangel`: „In der Praxis haben sich, was die Vorbehandlung von Zähnen als Stützpfeiler für Brücken anbetrifft, zwei verschiedene Schulen gebildet. Die eine verlangt die Devitalisation der Pulpen solcher Zähne und begründet diese Forderung damit, dass durch das Zuschleifen und das Überkappen eines Zahnes die Lebensfähigkeit der Pulpa so stark bedroht werde, daß sie wegen der meist erfolgenden Nekrose eine große Gefahr für die Dauerhaftigkeit der ganzen Brückenarbeit wird. Die andere Schule hingegen sucht die Pulpa, wenn irgend möglich, zu erhalten.“ (Vogelsang 1922). In einem Lehrbuch der aktuellen Literatur zur zahnärztlichen Prothetik schreibt Weber im Kapitel ` Präparation und temporäre Versorgung `: „Eine Änderung der Präparations- bzw. Konstruktionsform kann notwendig werden, um einerseits einen genügend großen Abstand zur Pulpa einzuhalten, andererseits ästhetische Gesichtspunkte berücksichtigen zu können. [...] muß unter dem Aspekt des Präparationstraumas und den daraus erwachsenden ungewissen Schwierigkeiten eine Vitalextirpation ernsthaft erwogen werden.“ (Weber 1987).
Dass durch die Präparation eine Wunde auf der verbleibenden Dentinoberfläche geschaffen wird, ist seit langem bekannt (Ketterl 1961). Über sechzig Jahre Weiterentwicklung in allen Bereichen der prothetischen Zahnheilkunde, hochmoderne Technik wie auch neue Werkstoffe, haben an der grundsätzlichen Problematik des Präparationstraumas nichts geändert.
Christensen (Christensen 1994) gibt die Empfehlung, die Patienten darüber
aufzuklären, dass ein Vitalitätsverlust nach der Überkronung möglich sein könne und dann eine endodontische Therapie notwendig wäre.
Verschiedene Ansätze, das Präparationstrauma so gering wie möglich zu halten und eine irreversible Schädigung der Pulpa zu vermeiden, werden in der Folge diskutiert. Da zu der in der vorliegenden Arbeit angewandten Methode der Widerstandsmessung mit dem Prepometer® noch keine weiteren klinischen
Studien vorliegen, wird auch auf alternative Verfahren eingegangen, die den dauerhaften Erhalt von Sensibilität und Vitalität eines Zahnes nach der Überkronung sichern sollen.
Zur Schonung der dentalen Gewebe wird eine schonende Arbeitsweise während der Präparation gefordert. Dem entspricht eine intermittierende Berührung der Präparationsoberfläche bei gleichzeitig geringem Anpressdruck des Instrumentes. Im vergangenen Jahrhundert war es durch den technischen Fortschritt möglich, dass elektronisch betriebene Mikromotoren in Einheit mit Übertragungsstücken entwickelt wurden, die eine gleichmäßige interferenzfreie und gleichzeitig sehr hochtourige Umdrehungszahl der Präparationsinstrumente ermöglichte. Immer wieder waren Untersuchungen zur Temperaturentwicklung bei derartig hochtouriger Präparation, erreicht werden können heute über 350.000 U/Min., Gegenstand von wissenschaftlichen Studien (Hofmann 1961, Langeland und Langeland 1965, Klötzer 1971, Klötzer 1984, Wenz 2000). Hierbei wurden sowohl die entstehenden Temperaturen an der Präparationsoberfläche als auch die Temperaturen innerhalb der Pulpagewebe bei der Präparation erforscht (Hofmann 1961). Histologisch konnte nachgewiesen werden, dass thermische Reize während der Präparation Einfluss auf die pulpalen Gewebe nehmen (Langeland und Langeland 1965, Schuchard und Watkins 1965, Klötzer 1971). Aus diesem Grund wurde schon frühzeitig eine präparationsbegleitende Wasserkühlung an der Zahnoberfläche gefordert, wobei auffällig ist, dass ein großer Teil der Untersuchungen zu diesem Thema bereits vor über 40 Jahren mit Einführung und Verbreitung der hochtourigen Instrumente durchgeführt wurde (Seltzer und Bender 1959, Swerdlow und Stanley 1959, Brännström 1968). Im Rahmen der Weiterentwicklung der Übertragungsstücke wurden bis zu drei Wasser-ausführungsgänge in die Geräte integriert (Klaiber et al. 1985). Einige Autoren betonen bis heute, dass eine zusätzliche externe Wasserkühlung vonseiten der zahnärztlichen Assistenz gerade in für die Wasserkühlung des Winkelstückes schwer zugänglichen Bereichen zu empfehlen ist (Wenz 2001). Erstaunlich sind die Ergebnisse einer aktuellen retrospektiven Studie aus den Vereinigten Staaten von Amerika, in der 1847 überkronte Zähne nachuntersucht wurden, die in den Jahren 1970-1989 bei lediglich luftgekühlter hochtouriger Präparation
